Procédé COLDINNOV : le Froid Thermochimique

Produire du froid par récupération de chaleurs fatales ou durables grâce au procédé COLDINNOV

COLDINNOV développe une innovation de rupture brevetée de production de froid durable. Notre procédé thermochimique solide / gaz valorise les chaleurs perdues et les utilise comme source primaire d’énergie pour produire du froid. Cette technologie de réfrigération est basée sur l’adsorption d’ammoniac par un mélange réactif solide élaboré par COLDINNOV, au sein d’un réacteur.

Le cycle de production de froid

Le procédé de froid thermochimique COLDINNOV se déroule en 4 phases distinctes :

  • 1 – Évaporation : L’ammoniac liquide sous pression issu du réservoir est détendu, puis entre dans l’évaporateur où il se vaporise en produisant du froid.
  • 2 – Adsorption : L’ammoniac gazeux est adsorbé par le réactif COLDINNOV au sein du réacteur.
  • 3 et 4 – Désorption : Le chauffage du réacteur par de la chaleur fatale ou renouvelable libère l’ammoniac sous forme gazeuse. La pression augmente et expulse ainsi l’ammoniac du réacteur vers le condenseur.
  • 5 – Condensation : L’ammoniac est condensé et retourne dans le réservoir sous forme liquide.

Et le cycle recommence !

Schéma du procédé thermochimique à adsorption COLDINNOV

Les phases d’évaporation et condensation sont similaires aux technologies à compression, seul le liquide réfrigérant change. Notre innovation se situe en effet au niveau du réacteur, qui permet de se passer du compresseur, énergivore et bruyant.

L’association de plusieurs réacteurs en parallèle permet ainsi de produire en continu du froid tant positif que négatif.

Avantages de la technologie COLDINNOV

Notre réfrigération par adsorption présente de nombreux avantages face à ses concurrents à compression, notamment elle :

  • Utilise une source d’énergie valorisant les chaleurs fatales et renouvelables
  • Entraîne des économies d’énergie de plus de 80 % par rapport à un système à compression
  • Produit du froid positif ou négatif dès le démarrage
  • Utilise un réfrigérant naturel et sans impact sur le climat et la couche d’ozone
  • Réduit les coûts de maintenance grâce à l’absence de pièces en mouvement dans le réacteur
  • Permet la conversion directe de la chaleur en froid ou bien son stockage sous forme chimique

Une technologie adaptée à des domaines variés

Le système COLDINNOV peut s’intégrer partout où il y a une source de chaleur à valoriser, dans des applications de froid fixe comme de froid mobile. Nous travaillons ainsi notamment à développer notre procédé pour :

  • l’industrie : refroidissement de procédés industriel, climatisation des locaux…
  • l’agriculture : valorisation des chaleurs de cogénération issues du biogaz…
  • le tertiaire : refroidissement des datacenters…
  • le transport frigorifique routier, ferroviaire ou encore maritime

Les différentes applications envisagées varient de par leur puissance frigorifique et donc par leur dimensionnement, tout en reposant sur une technologie et une architecture similaires. Les développements menés par COLDINNOV sont par conséquent communs à l’ensemble des applications. Cette polyvalence est un atout majeur de notre solution !

Gammes d'application technologie froid thermochimique adsorption COLDINNOV

En outre, la solution COLDINNOV peut être installée :

  • Pour remplacer une installation frigorifique existante
  • En complément d’une production frigorifique existante
  • Dans le cadre d’une nouvelle installation frigorifique

Pour fonctionner de manière optimale, notre technologie nécessite une source chaude proche de 100-110°C, qui se trouve communément dans de nombreux secteurs. Pour les cas où cette condition n’est pas remplie, il est également envisagé de rehausser la température à l’aide d’un brûleur à gaz très peu énergivore. Cette solution nous permet ainsi de valoriser même les chaleurs assez basses en températures.

Différents produits pour répondre à vos besoins

Au cours du développement de notre technologie de froid thermochimique, nous avons élaboré deux types de réacteurs, répondant chacun à un besoin spécifique :

Produire du froid durable : réacteur HECO/C

Conçu comme un véritable convertisseur chaud/froid, le réacteur HECO/C bénéficie des dernières avancées COLDINNOV. Ses caractéristiques incluent notamment :

  • Une densité de puissance élevée
  • Une très faible quantité d’ammoniac cyclé
  • Une architecture modulaire et rapidement industrialisable
  • Un prix de revient réduit
prototype du réacteur HECO-C de COLDINNOV froid thermochimique adsorption
Prototype du réacteur HECO-C de COLDINNOV

Stocker un potentiel frigorifique : réacteur HECO/S

Ce réacteur a la capacité de stocker l’ammoniac adsorbé et de le relâcher lentement, permettant ainsi d’étaler la production de froid sur une plus longue durée. Du fait de ce mode de fonctionnement, sa densité de puissance est cependant plus faible que celle du HECO/C.

COLDINNOV réacteurs HECO/S froid thermochimique adsorption
Réacteurs HECO/S de stockage

L’ammoniac, un réfrigérant d’avenir

L’ammoniac (NH3) est utilisé dans les produits de froid thermochimique COLDINNOV du fait de ses importantes qualités :

  • Il n’a aucun effet sur la couche d’ozone ni impact climatique, contrairement aux fluides HFC et HCFC soumis à une réglementation de plus en plus contraignante
  • C’est le fluide qui permet les meilleures performances en production de froid
  • Son faible coût le rend rapidement compétitif sur les grandes puissances.

Son fort pouvoir corrosif rend cependant les systèmes à compresseurs complexes et coûteux dès lors qu’on veut garantir leur étanchéité et leurs performances.

La réfrigération COLDINNOV par adsorption n’utilisant pas de pièces mobiles, le pouvoir corrosif de l’ammoniac est ainsi maîtrisé et la sécurité de l’installation est assurée.

Confusion courante : adsorption vs absorption

Notre technologie se base sur un procédé d’aDsorption d’ammoniac, et non aBsorption. Vous l’aurez remarqué, une seule lettre change ! Cependant le procédé n’est pas le même et les contraintes de mise en oeuvre non plus.

Le cycle à absorption, se déroule en phase liquide. Le fluide frigorigène est ainsi dissout dans l’absorbant. On distingue aujourd’hui deux technologies majoritairement utilisées :

  • Eau/NH3, l’ammoniac servant de fluide frigorigène, et l’eau d’absorbant. Permet de produire du froid positif et négatif.
  • Eau/LiBr, l’eau servant de fluide frigorigène, le bromure de lithium d’absorbant. Permet de produire du froid positif uniquement.

Au contraire, dans la réfrigération COLDINNOV à adsorption le réactif est solide, c’est pourquoi on parle aussi de réaction thermochimique solide / gaz. Le réfrigérant utilisé étant de l’ammoniac, le froid produit peut ainsi être tant positif que négatif. L’utilisation d’un réactif solide et neutre chimiquement permet en outre d’éviter les inconvénients d’un absorbant liquide, pouvant entraîner des fuites et de la corrosion.